Un procedimiento (300, 400, 500, 600) para controlar la potencia de transmisión para la transmisión de datos en un sistema de comunicación inalámbrica,

caracterizado porque la gestión del objetivo de la Tasa de Errores de Bloque (BLER) de los enlaces de radio para el tráfico del Protocolo de Control de Transmisión (TCP) es llevada a cabo por la etapa:

- cambiar de un objetivo bajo de la BLER a un objetivo alto de la BLER si se ha alcanzado una máxima velocidad de bits del enlace de radio

Procedimiento y sistema de distribución no uniforme de datos.

Campo de la invención

La presente invención se refiere, en general, al Protocolo de Control de Transporte, TCP, utilizado para transferencias fiables de datos por Internet y, más específicamente, a la gestión de la BLER (Tasa de Errores de Bloque) de los portadores de radio para el tráfico del TCP.

Antecedentes

El Protocolo de Control de Transporte (TCP) es el protocolo más usualmente utilizado para transferencias fiables de datos por Internet. El TCP proporciona un servicio fiable orientado a conexiones que utilizan muchas aplicaciones populares (tales como http, ftp y el correo electrónico). Sin embargo, se ha visto que el TCP arroja un caudal promedio mediocre por los sistemas de 3G. Véanse los documentos "Mobile Internet - Performance Issues Beyond the Radio Interface" ["Internet Móvil - Cuestiones de Prestaciones Más Allá de la Interfaz de Radio"], de Joachim Sachs, 10° Simposio de Aachen sobre la Teoría de Señales, septiembre de 2001 y "Analytical model for file transfer over UMTS" ["Modelo analítico para la transferencia de ficheros por el UMTS"], de Janne Peisa et al, Proceedings 3G Wireless 2001, San Francisco, mayo a junio de 2001.

El documento "Error-rate Management in wireless systems" ["Gestión de la tasa de errores en sistemas inalámbricos"], de Wen-Yi Kuo, US 2002/0191564, describe un procedimiento distinto de gestión de la BLER. El objetivo de la BLER se fija alto si el bloque de radio se retransmite por primera vez. Cuando se retransmite un bloque de radio, el objetivo de la BLER se fija bajo (más bajo). Esto reducirá el número de retransmisiones y, por ello, el Tiempo de Ida y Vuelta (RTT). Sin embargo, durante la fase inicial de arranque lento del TCP, o la fase de recuperación de congestión del TCP, es preferible que no haya transmisiones en absoluto, porque incluso una retransmisión añade alrededor de 100 ms al RTT. Un problema con este procedimiento podría ser que cada TTI (Intervalo de Tiempo de Transmisión) incluya bloques de radio retransmitidos y, por tanto, sería deseable enviar cada TTI con un objetivo bajo de la BLER. El resultado será entonces una transmisión con BLER continuamente baja. El procedimiento continúa actualizando y degradando el objetivo de la BLER incluso después de que se haya alcanzado la máxima velocidad de bits, durante la cual se emplea una potencia de transmisión innecesariamente alta.

En el documento "Multi-state power control mechanism for wireless communication system" ["Mecanismo de control de potencia de múltiples estados para sistema de comunicación inalámbrica"], de F. Ulupinar et al, WO 02/07340, se describe un procedimiento de gestión del objetivo de la FER (Tasa de Errores de Trama). Está diseñado como un control de potencia de bucle exterior-exterior. Si no se recibe correctamente información de control de la velocidad de datos, el procedimiento permite reducir el objetivo de la FER. Periódicamente, se aumenta el objetivo de la FER para comprobar si puede utilizarse una FER más alta. El objetivo de este procedimiento es transmitir a una potencia tan baja como sea posible, pero sin introducir demasiada pérdida de información de control de velocidad de datos. Durante la fase inicial de arranque lento del TCP, o la fase de recuperación de congestión del TCP, es preferible que no haya ninguna transmisión por enlace de radio en absoluto. El procedimiento puede ofrecer una baja utilización de potencia, pero también un caudal mediocre del TCP.

El documento "Rate Control System of TCP Layer" ["Sistema de Control de Velocidad de la Capa del TCP"], de K. Nishimura, EP 1061699 A1, describe una modificación de la capa del TCP para impedir que se active el control de congestión del TCP al transferir datos desde un terminal a otro. No incluye ningún procedimiento de gestión de la BLER ni otro procedimiento de control de potencia. En cambio, reduce el efecto negativo del control de congestión del TCP, si ocurre, y la fase inicial de arranque lento.

Un esquema que ofrece una alta velocidad de bits con baja potencia se describe en el documento "Method, Apparatus and System for optimising transmission power and bit rate in multi-transmission scheme communication systems" ["Procedimiento, Aparato y Sistema para optimizar la potencia de transmisión y la velocidad de bits en sistemas de comunicación de esquema de transmisión múltiple"], de A. Khullar, US 2002/0154611. Se selecciona una tasa adecuada de modulación y codificación. El cambio del objetivo de la BLER no afecta la selección de la tasa de modulación o codificación, o viceversa. La tasa de modulación y codificación determina la máxima velocidad de bits del enlace por radio. Si se las varía durante una transferencia de ficheros, variará entonces la máxima velocidad de bits del enlace por radio. El RTT no es afectado esencialmente y, por tanto, el caudal del TCP no mejora.

El procedimiento en el documento "Method and apparatus for minimizing total transmission energy in communication system by using channel quality" ["Procedimiento y aparato para minimizar la energía total de transmisión en un sistema de comunicación, utilizando la calidad del canal"], de L. Razoumov, WO 01/28127, es un procedimiento de selección de la potencia de transmisión, dado un objetivo de la BLER. Se necesita en el sistema algún procedimiento que asocie el objetivo de la FER o el objetivo de la BLER con un cierto nivel de potencia. Un objetivo bajo de la BLER requiere una alta potencia, mientras que un objetivo alto de la BLER permite el empleo de una potencia inferior. El objetivo de la BLER o la FER da una directriz del nivel de potencia adecuado y un objetivo de una tasa de errores a largo plazo de los bloques o tramas de radio.

Un procedimiento para controlar la potencia de transmisión se describe en el documento "Power control for a channel with multiple formats in a communication system" ["Control de potencia para un canal con múltiples formatos en un sistema de comunicación"], de Da-shan Shiu et al, US 2003/0036403. El procedimiento de control de potencia debería ofrecer entonces una BLER media cercana al objetivo de la BLER.

En 3G la idea es, principalmente, utilizar una tasa alta de errores de los bloques de radio para el tráfico del TCP. Los errores de bloques de radio se corrigen mediante retransmisiones por el enlace de radio. El empleo de canales de radio de alta BLER es muy atractivo, dado que los enlaces de radio con BLER alta consumen mucha menos potencia que los enlaces de radio con una BLER baja. Así, una BLER alta permite más usuarios simultáneos por estación base, es decir, la capacidad se hace mayor. La capacidad se dobla, aproximadamente, al aumentar el objetivo de la BLER desde el 1% hasta el 10%; con enormes implicaciones sobre los costes de la red del UMTS para la misma capacidad. La desventaja de los enlaces de radio de alta tasa de errores es que tiene implicaciones para las prestaciones de las conexiones que utilizan el TCP.

Las pobres prestaciones del TCP se deben a grandes retardos en la red de acceso por radio. Una fórmula para el RTT, el Tiempo de Ida y Vuelta, de extremo a extremo por el UMTS se ofrece en el documento "Analytical model for file transfer over UMTS" ["Modelo analítico para la transferencia de ficheros por el UMTS"], de Janne Peisa y Michael Meyer, Proceedings 3G Wireless 2001, San Francisco, mayo a junio de 2001. La fórmula indica que el objetivo de la BLER del portador de radio afecta al RTT promedio en gran medida. Algo simplificada, la fórmula puede escribirse como RTT de extremo a extremo = k * RTT del Control del Enlace de Radio + 2 * (Retardo de Internet) + (Retardo de transmisión por radio), donde k es una constante que depende del objetivo de la BLER. Para una BLER del 10%, k es 3 y para una BLER del 1%, k es de alrededor de 1,5. Así, un objetivo alto de la BLER ofrece muchas retransmisiones del enlace de radio, y cada retransmisión, RTT, del Control del Enlace de Radio, lleva alrededor de 100 ms. El retardo de Internet es habitualmente de entre 10 y 50 ms, y la transmisión de radio de un paquete de 1.500 octetos por un enlace de radio de 384 kbps (kilobits por segundo) es de alrededor de 30 ms. Así, la fórmula indica que el RTT puede reducirse aproximadamente en un 35% utilizando un objetivo de la BLER del 1%, en lugar del objetivo de la BLER del 10%.

Resumen de la invención

La presente invención se refiere, en general, al TCP utilizado para transferencias fiables de datos por Internet y, más específicamente, a la gestión de la BLER de los portadores de radio para el tráfico del TCP.

El...

1. Un procedimiento (300, 400, 500, 600) para controlar la potencia de transmisión para la transmisión de datos en un sistema de comunicación inalámbrica, caracterizado porque la gestión del objetivo de la Tasa de Errores de Bloque (BLER) de los enlaces de radio para el tráfico del Protocolo de Control de Transmisión (TCP) es llevada a cabo por la etapa:

2. Un procedimiento (300, 400) según la reivindicación 1, caracterizado porque el procedimiento comprende las etapas de:

3. Un procedimiento (300, 400) según la reivindicación 2, en donde se activa el control de congestión del TCP, caracterizado porque el procedimiento comprende las etapas de:

4. Un procedimiento (500, 600) según la reivindicación 1, donde está activado el control de congestión del TCP, caracterizado porque el procedimiento comprende las etapas de:

5. Un procedimiento (500, 600) según la reivindicación 4, caracterizado porque el procedimiento comprende las etapas de:

6. Un procedimiento (300, 400, 500, 600) según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque el objetivo bajo de la BLER es del 1%.

7. Un procedimiento (300, 400, 500, 600) según cualquiera de las reivindicaciones anteriores 1 a 6, caracterizado porque el objetivo alto de la BLER es del 10%.

8. Un programa de ordenador que comprende etapas de programa para llevar a cabo las etapas de programa según las reivindicaciones 1 a 6.

9. Un ordenador con una memoria legible que comprende instrucciones para llevar a cabo las etapas según el procedimiento en cualquiera de las anteriores reivindicaciones 1 a 6.

10. Un sistema para controlar la potencia de transmisión para la transmisión de datos en un sistema de comunicación inalámbrica, caracterizado porque el sistema comprende: medios para gestionar el objetivo de la Tasa de Errores de Bloque de enlaces de radio para el protocolo de control de transmisión, estando dichos medios adaptados para cambiar desde un objetivo de BLER bajo hasta un objetivo de BLER alto si ha sido alcanzada una máxima velocidad de bits del enlace de radio.